О некоторых проблемах энергосбережения в российских условиях (доклад)

О некоторых проблемах энергосбережения в российских условиях

В докладе автор рассматривает проблемы решения актуальной задачи энергосбережения в отечественном строительстве. Отмечает, что выбор того или иного пути снижения энергии с целью обеспечения комфортных условий для пребывания людей в жилых и общественных зданиях определяется зачастую политическими лозунгами, не всегда подкреплёнными грамотным техническим обоснованием. Поэтому проблема оптимизации расхода энергии на создание комфортных условий проживания людей в зданиях современного строительства заменяется задачей снижения расхода тепловой и электрической энергии без учёта того, как это снижение отразится на здоровье граждан и в конечном итоге, кому и в какой мере такое снижение выгодно. С учётом изложенного даются рекомендации по решению ряда проблем энергосбережения применительно к системам отопления современных зданий на основе реального учета расхода тепловой энергии действительно заинтересованными в экономии этой энергии потребителями. Ключевые слова: энергосбережение, теплозащита зданий, отопление, вентиляция, фактор здоровья людей, теплоснабжение, ЦТП, ИТП, отопительные приборы, термостаты, теплосчётчики, распределители стоимости теплоты, оптимизация расхода энергии

В отечественном строительстве проблема энергосбережения весьма актуальна и, заметим, стала модной не только среди технических специалистов, но и политиков.

В то же время 'продавливание' тех или иных программных решений в этом направлении не всегда оправдывается соответствующим обоснованием.

Характерный пример: второй этап повышения теплозащиты зданий, потребовавший увеличения практически вдвое термического сопротивления наружных ограждений, соответствующих инвестиционных вложений и коренной перестройки домостроительных комбинатов. Однако необходимость сохранения кратности воздухообмена привела к снижению топлопотерь лишь в среднем па 20%. При этом из широкого обихода была исключена значительная часть местных строительных материалов. Внедрив при этом герметичные окна, практически резко снизили нормальный без сквозняков воздухообмен, что привело к ухудшению микроклимата в помещениях в целом, повышению влажности, в частности, и даже к образованию грибковых плантаций на верхней части стен у потолков в верхних этажах зданий. Проблема усугубляется и 'неожиданно' встречающимися 'мостиками холода' в наружных ограждениях. Чтобы бороться c этим явлением, приходится открывать створки 'европейских' окон. При этом в отличие от русских форточек такие створки устраивают мощные сквозняки (не лучший способ для закаливания) и в ряде случаев 'организуют' острые струи холодного воздуха, сваливающиеся через подоконник на отопительные приборы. Известно, однако, что все колончатые и панельные радиаторы не любят такого к себе отношения и локально замерзают, причём локальность обычно не спасает их от разрушения. Не боящиеся таких холодных струй конвекторы (особенно конвекторы с кожухом) применяются пока лишь в 25-30 % случаев установки отопительных приборов, так что результат проветривания 'европейскими' окнами, к сожалению, носит весьма негативный характер во всех отношениях.

Для исключения указанных недостатков стали или увеличивать мощность отопительных приборов (хороша при этом экономия теплоты, да и самих приборов), или устраивать механическую вытяжную вентиляцию на верхней трети этажей, используя при этом теплые чердаки. Интересные решения этой проблемы достигаются устройством 'частичной' вытяжной вентиляции по технологии ДСК-1 и НИИмосстроя на базе оборудования финской фирмы АВВ.

Этот пример показывает, как погоня за снижением расхода тепловой энергии на обслуживание жилых зданий, а в ряде случаев и других типов зданий, пренебрежение важнейшим экономическим фактором - здоровьем людей привело в заметной мере к дискредитации безусловно правильной идеи.

Игнорирование перечисленных проблем стало одной из причин беспредела в самостийной замене предусмотренных проектом отопительных приборов другими, выбранными потребителями без учета условий работы системы отопления. Новые приборы, как правило, более мощные по номинальному тепловому потоку (опять, 'экономия') обычно отличаются от проектных по прочности, долговечности и режиму эксплуатации. Результат - разрегулировка систем отопления, участившиеся аварии отопительных приборов с заливом многих квартир и перерасход тепловой энергии.

Приходится еще раз говорить об оптимизации, а не простом снижении расхода энергии на обслуживание зданий и внедрении, как это неоднократно указывалось на съездах и в решениях НП АВОК, приточно-вытяжной вентиляции (при этом, очевидно, не обойтись без рекуператоров). При оптимизации необходимо учитывать показатели, характеризующие комфортные условия для нахождения в этих зданиях людей и их здоровья. Среди этих показателей - температура воздуха, в том числе радиационная, градиент температур по высоте и глубине помещения, относительная влажность и подвижность воздуха, микробиологическая обстановка, содержание отрицательных ионов природного образования и т.п.

Заметим, что в настоящее время наряду с обычной задачей обеспечения комфортных условий с помощью систем отопления очень модна проблема создания 'интеллектуальных' зданий. Но и эта проблема не в полной мере учитывает фактор поддержания здоровья людей, в частности, необходимости обеспечения не только оптимальных стационарных параметров микроклимата, но и динамических.

Здесь приходится вспомнить, что основные расчетные температуры воздуха в отапливаемых помещениях (18-22 °C) существенно ниже комфортных (22-25 °C в дневное время), определенных при микроклиматических исследованиях.

Это не значит, что расчет отопления надо вести на максимальные параметры всегда и везде, но, по крайней мере, в жилых зданиях системы отопления (а в ряде случаев совместно с вентиляцией и кондиционированием воздуха) должны давать возможность регулировать параметры воздуха по вкусу потребителя, однако, если этот вкус требует заметно больших затрат энергии, потребитель должен согласно показателям реально потреблённой энергии и оплачивать ее, в том числе и дифференцировано от ее количества.

Затронув также актуальную проблему учёта тепловой энергии, необходимо отметить ряд моментов, без решения которых сложно обеспечить энергоэффективность. всего теплового хозяйства.

Во-первых, надо четко выяснить, кому и при каких условиях выгодно экономить тепловую энергию.

Например, производителям тепловой энергии, до тех пор пока они располагают необходимым количеством топлива, экономить энергию зачастую и не выгодно, т.к. чем больше продать этой энергии, тем больше можно заработать.

Реально эта простая схема 'усложняется' лимитом топлива, решениями политических и административных деятелей, большинству из которых все же не безразлична оценка их работы потребителями теплоты и, по совместительству, избирателями.

При всем при том, за время бурного перехода от плановой социалистической экономии к до сих пор не выясненной какой (якобы рыночной), тепловые сети износились до неприличного уровня и бесполезные теплопотери в них сопоставимы с полезными затратами теплоты на отопление зданий. Поэтому актуальна задача установки теплосчетчиков на всех ЦТП и каждом ИТП, чтобы обратить внимание на первоочерёдность направленности средств на экономию тепловой энергии.

Заметим, что мало установить везде теплосчетчики, необходимо и всем платить по их данным , а не по укрупненным показателям, как навязывают, зачастую, теплопроизводители. Иначе, вопреки широким заявлениям политических лидеров, в выигрыше будут только 'богатые': они первыми установят счетчики, с помощью своих юристов добьются оплаты по факту, а теплопроизводители (стоит только хотя бы 25-30% потребителей начать платить по факту) будут добиваться увеличенных расценок на тепловую энергию, которые в первую очередь ударят по 'бедным'.

При установке помимо домовых и поквартирных теплосчетчиков следует иметь в виду, что этот прибор дорогой и наиболее эффективно используется при достаточно высоких тепловых нагрузках. За рубежом обычно считают, что его установка (на 5 лет, не менее, без дополнительной поверки) целесообразна, если общая площадь квартиры более 100 м ² . В ряде стран специально проектируют маленькие квартиры для относительно дешёвого муниципального строительства - общей площадью 92-98 м ², лишь бы не попадать под требование установки теплосчетчика.

Для того, чтобы потребитель мог регулировать параметры микроклимата в помещении и соответственно стоимость затраченной энергии, он должен обладать регулирующими устройствами ручными или лучше автоматическими (термостатами, узлом поквартирного регулирования). Очевидно, это не исключает необходимости создания узла управлении в ЦТП (а также в ИТП при ярко выраженной 'пофасадной' архитектуре здания). Но установка термостатов требует более высокого уровня оснащения и эксплуатации систем отопления (установки регуляторов перепада давления и расхода, фильтров и т.п.). Если смета или квалификация монтажников не позволяет смонтировать систему отопления по высшему разряду, то целесообразнее использовать проверенные 'дуракоустойчивые' системы отопления с ручными регуляторами, в частности, конвекторы типа 'Универсал ТБ' или 'Сантехпром' со встроенными 'воздушными' клапанами.

Отметив, что для стимулирования экономии тепловой энергии необходим с одной стороны строгий учет её расхода, а с другой нецелесообразность установки теплосчетчиков в квартирах с площадью меньшей 100 м ², нужно найти способ, как выйти из этого противоречия, особенно в системах отопления многоэтажных зданий с общими на ряд квартир стояками или магистралями. Для этого используют испарительные или электронные распределители стоимости теплоты (РСТ), устанавливаемые на отдельных отопительных приборах. При установке РСТ необходимо вводить специальную систему учета стоимости потребляемого отдельными квартиросъёмщиками энергии, исходя из соотношения 'постоянной' доли теплоты, идущей на отопление здания в целом (потери магистралями, отопление лестничных клеток, вестибюлей и других общих помещений, стоимости РСТ и стоимости обсчета показателей РСТ) и ее регулируемой части.

Большую работу в этом плане провели фирмы 'Ценнер-Водоприбор' и 'Витерра', однако еще много предстоит сделать для того, чтобы приборами РСТ оснащать не только секционные и некоторые панельные радиаторы, для которых получены отдельные рекомендации, но и конвекторы различного типа. При этом необходимо получить рекомендации по установке РСТ не только при стандартной схеме движения теплоносителя через прибор ('сверху-вниз'), по и при других, часто встречающихся в отечественной практике ('снизу-вверх' н 'снизу-вниз'). Определённый задел в этом направлении получен ООО 'Витатерм'.

Говоря о постоянных теплопотерях систем отопления, а тем более систем теплоснабжения, можно заметно их уменьшить путём снижения параметров теплоносителя, что очень наглядно продемонстрировали европейские страны, снизив расчетные максимальные параметры теплоносителя в системах отопления с 90/70 °C до 75/65 °C.

Снижению теплопотерь служит и более широкое внедрение полимерных теплопроводов и изоляция всех теплопроводов надёжными и не меняющими в процессе эксплуатации своих свойств теплоизоляционными материалами.

Таким образом, для повышения энергоэффективности систем отоплении и теплоснабжения необходимо оптимизировать, а не бездумно снижать расход тепловой энергии с целью обеспечения благоприятного комфортного статического и динамического режимов микроклимата в обслуживаемых помещениях.

При оптимизации энергозатрат необходимо ориентироваться на потребителя, который из своего кармана определяет, что и в какой мере ему выгодно. С этих позиций внедрение в жилые дома термостатов с фиксированной предельной температурой воздуха в помещении (обычно 21 °C) следует считать безграмотным технически и противоречащим правам потребителя, т.е. подсудным.

Необходимо повсеместно устанавливать на ЦТП и в домах тепловые счетчики и производит оплату только по их показателям, что создает определенную основу для снижения бесполезных теплопотерь в теплотрассах и внутриквартальных магистралях, сопоставимых с затратами тепловой энергии на отопление.

Необходима автоматизация отпуска теплоты на ЦТП и, при обосновании, на ИТП с обеспечением регулирования теплопотребления квартиросъемщиками путем создания необходимой инфраструктуры для нормальной работы системы отопления.

При отсутствии средств и возможности полного оснащения систем отопления необходимыми приборами автоматического регулирования отпуска теплоты целесообразно применять системы отопления с отопительными конвекторами, оснащенными встроенными клапанами для регулирования теплового потока по воздуху.

Необходимо провести комплексные исследования по внедрению распределителей стоимости теплоты, в первую очередь электронных, в традиционные системы отопления и методов учета их показаний для широкой группы отопительных приборов, используемых в отечественной практике, при различных схемах их обвязки по теплоносителю, опираясь на опыт работы фирм 'Ценнер-Водоприбор', 'Витерра' и 'Витатерм'.

Актуальны задачи исключения бесконтрольной замены отопительных приборов, предусмотренных проектом, другими, использование которых нарушает весь режим работы системы отопления, снижения расчетных параметров теплоносителя, использования современных материалов при проектировании и монтаже систем отопления и увеличения доли реконструируемых зданий по сравнению с долей новых зданий.

Для повышении уровня разработки систем отопления и их эксплуатации целесообразно использовать рекомендации по применению различных отопительных приборов, разработанные ООО 'Витатерм'.